很少有行业能像半导体产业一样,不断突破物理极限。几十年来,该行业实现了一个又一个突破,在提高微芯片处理能力的同时,也实现了更高集成度的微型化。为了继续追求创新,半导体行业依赖于包括泵技术在内的各种学科的尖端技术。KNF 很荣幸能够为这一创新行业提供先进的隔膜泵技术和独特的定制解决方案。

泵为何对半导体制造至关重要


半导体产业在极端的物理条件下运行,需要多个生产步骤来实现非凡的效果。这包括使用各种具有挑战性的液体,如超纯水、用于掩膜的高灵敏度油墨、用于蚀刻的腐蚀性酸、用于清洗的强溶剂以及氩气、氖气或氙气等气体。除了需要输送这些流体外,一些工艺步骤还需要很高的真空度,所以就需要使用真空泵。

 

所有这些生产任务都要求泵具有出色的可靠性、清洁度、坚固性和优良性能,以及化学兼容性、紧凑性或低振动。由于有这些苛刻的要求,隔膜泵成为了处理半导体行业各种任务的首选技术。

适用于制造过程每个步骤的泵

 

KNF 泵可用于整个半导体制造过程。首先是硅片生产,我们的泵在其中用于处理硅片。在后续生产步骤中,KNF 泵用于光刻工艺中使用的液体再循环、脱气和传输,气泵用于输送光化学工艺中使用的特殊激光器所需的准分子。

 

在蚀刻过程中,需要使用液体泵来处理超纯水和所使用的腐蚀性酸。质量控制对半导体行业的大多数流程(包括介质和空气控制)都至关重要。KNF 为各类气体和液体应用提供泵解决方案,以及洁净室监控技术。

干式真空泵是半导体制造不可或缺的设备

 

半导体行业处于微型化的最前沿,在整个制造过程中都需要极高的精度。实现这一精度的方法之一是消除制造过程中的所有杂质。这就要求许多过程在无尘室甚至超高真空条件下进行。为了产生超高真空,通常使用隔膜泵等变容泵来产生深度真空,然后再通过涡轮分子泵,有时也通过离子泵进一步抽真空。

受益于我们隔膜泵技术的领域

受益于我们隔膜泵技术的领域

由于机油和其他润滑剂会污染这些环境,因此半导体行业使用的真空泵必须完全干式运行。为了避免污染、性能和介质损失,这些泵还需要将泄漏率降到最低。由于半导体制造商使用复杂且空间有限的设备,因此泵也需要可数字控制且结构紧凑。耐用性和可靠性是该行业对泵的关键要求,由于设备非常昂贵,因此需要长期可靠运行才能实现经济效益。

 

除了可以在完全无油的条件下运行外,隔膜泵还可以在真空条件下启动,而且大多数隔膜泵可以在最大真空条件下无限期运行而不会过热。它们还具有气密性、坚固性和可靠性,几乎不需要维护。对于 KNF 隔膜泵,客户可选择先进的无刷直流电机,这些电机可单独设置参数,并提供精确的数字控制。

半导体工业在生产过程中使用多种不同的气体。光刻工艺尤其需要惰性气体来操作特殊的准分子激光器。这些激光器充有氩气、氖气或氙气等气体。为了保持准分子激光器的性能,有必要定期更新所使用的惰性气体混合物。KNF 气体泵用于再循环激光气体。隔膜真空泵还可用于抽空储气罐和替换使用过的惰性气体

自始至终,半导体制造过程中都要出于多种不同目的使用各种液体。根据工艺步骤的不同,传输这些液体会带来不同的挑战,并需要满足不同要求的专用泵。有些液体(如用于蚀刻的盐酸)必须使用耐化学腐蚀的设备进行泵送。

 

另一些液体(如特殊的紫外线油墨或导电油墨)则极为敏感,而且必须超纯,因此需要完全惰性且不会改变介质特性的特殊泵材料。即使是看似简单的泵,如蚀刻过程中使用的超纯水抽吸泵,也面临着长年可靠、免维护运行的特殊要求。

 

几乎所有涉及液体的半导体制造工艺都可受益于隔膜泵相对于其他类型泵的优势。其密封设计对于处理侵蚀性介质和敏感介质都非常重要。虽然危险介质不得泄漏到环境中,但敏感介质不受污染也至关重要。另一个优势是,自吸式干运行安全液体隔膜泵易于操作且非常耐用。这是一个关键优势,因为许多液体泵必须可靠运行数年,而计划外停机的成本极高,因此这在半导体行业是不可接受的。

 

所有 KNF 液体隔膜泵均可灵活、经济、快速地进行定制,在电机、泵头材料、机械部件、电气和液路连接方面有多种选择,还可提供数字定制选项,以实现先进的可控性。因此,KNF 可以从一开始就提供高度个性化的解决方案。 

KNF 低脉动技术为半导体应用中的隔膜泵铺平了道路

 

对于要求极低脉动的应用,KNF 提供可将脉动降至最低的特殊低脉动泵。这使得 KNF 产品可用于传统隔膜泵会产生过多脉动的领域。油墨输送系统尤其能从这些特性中大受裨益,因为许多油墨都很敏感,或者像许多导电油墨一样具有磨损性,因此对其他泵技术构成了一大挑战。

OEM制造商和半导体制造商如何从定制 KNF 泵中获益

虽然半导体行业的许多系统都是由OEM制造商制造的,但半导体行业也使用自己的泵。凭借遍布全球的销售中心网络和我们广泛而深入的应用知识,KNF 很荣幸能为OEM制造商和半导体制造商提供先进的隔膜泵技术。

 

我们创新的模块化设计方法使我们能够快速、可靠、经济高效地定制泵,以满足小批量或大规模生产的特定应用需求。通过与客户紧密合作,我们不断突破定制的极限,创造出创新而卓越的泵解决方案。这些合作伙伴关系往往会发展成为建立在信任和共同成功基础上的长期关系。

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